Introduction to VRRP

1. Gateway Redundancy

1) Gateway Redundancy 필요성

• Single 게이트웨이로 구성한 후에 게이트웨이 장애 발생 시, 외부와 통신 불가
• Single Point of Failure를 방지하기 위해 게이트웨이 이중화 구성이 필요

 

2) Gateway Redundancy 구성 방법

• Gateway Redundancy Protocol 사용 (HSRP, VRRP, GLBP)
  
  • Client에서 추가적으로 설정하거나 설치할 것이 없으므로 비교적 간편하여 많이 사용
  • VRRP는 표준이며 HSRP, GLBP는 Cisco 전용 프로토콜
• Client에서 2개 이상의 Default-Gateway 설정
• Proxy ARP 이용
  
  • 보안상 문제 발생
• IRDP(ICMP Router Discovery Protocol) 사용
  
  • Client에 라우팅 프로토콜을 사용해야 하므로 번거롭고 OS도 지원되어야 사용 가능
• Routing Protocol 사용
  
  • Client에 라우팅 프로토콜을 사용해야 하므로 번거롭고 불필요한 Resource 사용

 

 

2. Introduction to VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)

1) Introduction to VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)

• RFC 3768(VRRPv2)에 정의
• 표준 Gateway Redundancy Protocol
• Master는 Backup의 존재를 모르지만, Backup은 Master의 존재를 인지
• Dead Interval = VRRP Advertisement Interval x 3

비고	VRRP
그룹 수	∘ 최대 255개의 그룹 사용 가능
R-IP와 V-IP	∘ Virtual IP와 Real IP가 동일해도 동작 가능
Multicast IP	∘ 224.0.0.18
Multicast MAC	∘ 01-00-5E-00-00-12
Virtual MAC	∘ 00-00-5E-00-01-XX (XX : V-RID)
라우터 종류	∘ 1개의 Master와 나머지 Backup
Timer	∘ Hello 1s / Hold 3s(Default)

 

2) Gateway Redundancy Protocol 기본 개념

• 내부→외부로 향하는 실제 데이터를 처리하는 경우 Virtual IP 정보는 불필요
  
  • Header에 Virtual IP 정보가 없고 Virtual MAC 정보만 포함
• 게이트웨이가 Virtual IP 정보를 처리해야 하는 경우
  
  • ARP Request 및 Reply
  • 게이트웨이와 ICMP Request 및 Reply

 

3) VRRP 기본용어

용어	Description
VIP(Virtual IP)	∘ Client의 게이트웨이로 사용될 Virtual IP
VMAC (Virtual MAC)	∘ Virtual IP에 대한 MAC Address으로 사용될 Virtual MAC ∘ Client의 ARP Table에 Virtual IP와 매핑
Master Router	∘ Priority에서 이겨 Virtual IP와 Virtual MAC을 가지고 있는 라우터
Backup Router	∘ Priority에서 밀려 대기 중인 라우터
VRRP Priority	∘ Master Router를 정하기 위한 라우터 간의 Priority
VR-ID (Virtual Router ID)	∘ Virtual Router의 인식번호 ∘ Value : 0 ~ 255

 

4) VRRP Owner

• Owner 란, VRRP의 V-IP와 R-IP를 동일하게 사용하는 장비를 의미
• Owner 장비의 Priority 값은 항상 255로 구성되며 항상 Preempt Enable로 구성
  • Preempt에 대해 설정되어 있다면 무시

 

 

3. VRRP State

State	Description
Initialize	∘ VRRP 동작이 이뤄지지 않은 상태 ∘ VRRP 설정이 변경되거나 처음 프로세스가 실행된 직후를 의미 ∘ VRRP Advertisement를 전송
Master	∘ 라우터가 Master로 결정되어 동작하고 있는 상태 ∘ Virtual IP 및 Virtual MAC으로 전송된 데이터를 처리 ∘ Advertisement Interval 마다 VRRP Advertisement 전송
Backup	∘ 라우터가 Backup으로 선정되어 동작하고 있는 상태 ∘ Virtual IP 및 Virtual MAC으로 전송된 데이터를 Discard ∘ Dead Interval 동안 VRRP Advertisement를 수신하지 못할 경우, Master로 변경 후 Advertisement를 전송

 

 

4. VRRP Active/Standby 선출 기준

1) Juniper

• Priority 값이 높은 라우터
  • 0 : Master / Backup 선출 과정에 참여하지 않고 Idle 상태를 유지
  • 255 : Owner Router(Virtual IP = Real IP)
• VRRP 가동 시간

 

2) Nokia

• Priority 값이 높은 라우터
  
  • 0 : Master 선출 과정에 참여하지 않음
  • 255 : Owner Router(Virtual IP = Real IP)
• VRRP 가동 시간

 

3) Cisco IOL

• Priority 값이 높은 라우터
  
  • 0 : Master 선출 과정에 참여하지 않음
  • 255 : Owner Router(Virtual IP = Real IP)
• IP Address가 높은 라우터

 

 

4. VRRP Priority 변경 시, State 변경

1) Priority 변경 전

 

2) Priority 변경 후

• RFC에서 VRRP의 Priority가 변경될 때 Master가 변경되는 것을 권장하지 않지만 많은 Vendor 장비는 Master가 변경
• Preempt Option을 사용할 때 Priority 변경 시, VRRP Advertisement Messag를 전송하여 Master 장비 변경
• Juniper, Nokia, Cisco 모두 동일

 

 

5. VRRP Load Balancing

• VRRP Load Balancing 이란, 두 개 이상의 Virtual Router를 생성하여 Traffic Load Balancing을 구현한 것